變速箱同步器的製作方法

2023-09-10 15:17:10 4

專利名稱：變速箱同步器的製作方法
技術領域：
本發明是有關一種變速箱同步器，特別是指一種改良傳統汽車用手排變速箱的鍵式同步器，使其更能滿足駕駛者對排檔性能的要求。
已知變速箱同步器，如

圖1所示，該同步器1設有兩個銅材質的調速銅環11、12，每個調速銅環11、12各有錐形的磨擦面111、121，以環繞在齒錐面13上產生磨擦力矩。齒錐面13與檔位齒輪14緊密接合，並一起跨設在軸15上，且被允許與軸15之間有一相對的轉速差存在。同步齒套16則通過栓槽與同步齒轂17嚙合，且可以在同步齒轂17上軸向移動，兩者一起跨在軸15上，且與軸15的轉速一致。
另有三個調速鍵21、22、23，受到兩個線形彈簧24、25的徑向支撐(如圖2所示)，以等間距的方式內含在同步齒套16中，調速鍵21、22、23的兩端並分別軸向伸入調速銅環11、12的凹槽112、122內。
排檔時，同步齒套16軸向移動，並推動調速鍵21、22、23抵緊調速銅環11、12，使其與齒錐面13產生摩擦力矩進行調速；當同步齒套16與齒錐面13轉速同步時，同步齒套16將會越過調速銅環11、12，與離合齒18嚙合以完成換檔動作。
在排檔過程中，磨擦力矩愈大，代表同步齒套16與齒錐面13達到轉速同步所須的時間愈短，亦即排檔的時間愈短，或排檔力變小，對駕駛者而言即表示排檔品質的提升，而增加錐面直徑則是增大磨擦力矩的方法之一。
在變速箱中，同步器的最大徑向尺寸受到中心距的限制(如圖3A所示)，同樣亦使得錐面直徑的大小受限於中心距L。已知同步器則是以在調速銅環11、12上切出三個凹槽26、27、28(如圖3B所示)，以在不增加同步器徑向尺寸的狀況下增大錐面直徑。但已知同步器結構存在以下缺陷1.在調速銅環上切出三個凹槽，將使得凹槽部位在每一次的排檔中承受一次應力集中所造成的疲勞破壞。
2.當同步齒套推動調速鍵抵緊調速銅環進行調速時，兩條線形彈簧施加徑向力在調速鍵上，由於線形彈簧的彈性係數並不一致，所以三個調速鍵受到兩條線形彈簧所施加的徑向力亦不一致。一方面造成調速銅環可能承受不均勻的推力，得到不均勻的磨擦，另一方面則降低同步齒套越過調速鍵時的平順性。
3.當駕駛者欲從入檔狀態回到空檔狀態時，必須將同步齒套從與離合齒的嚙合位置撥回原來的中立位置，此時調速鍵必須重新內含入同步齒套中，方能明確定義空檔狀態，以等待駕駛者下一次的排擋。
有鑑於已知變速箱同步器結構有上述缺陷，本發明人乃針對這些缺陷研究改進之道，經長時研究終有本發明產生。
因此，本發明的目的在於提供一種變速箱同步器，依本發明的此種變箱同步器，改進了傳統調速銅環的設計，將銅環的凹槽部位改為凸出塊的方式，以增大錐面直徑，並能避開應力集中的現象。
依本發明的此種變速箱同步器，其使用三個螺旋彈簧，以等間距的方式內含在同步齒轂中，以取代兩條線形彈簧的設計，以確保調速銅環受到均勻的推力，並能增加同步齒套越過調速鍵時的平順性，此為本發明的次一目的。
依本發明的此種變速箱同步器，其在調速鍵上設有圓弧形凸出，以更明確定義空檔時的位置，此為本發明的又一目的。
至於本發明的詳細構造、應用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作的說明即可得到完全的了解
圖1為已知變速箱同步器組合剖面示圖。
圖2為已知變速箱同步器的調速鍵與線形彈簧組合示圖。
圖3A為已知變速箱同步器的另一組裝示圖。
圖3B為已知變速箱同步器的調速銅環平面圖及剖面圖。
圖4A為本發明的組合剖面示圖。
圖4B為本發明的局部剖面示圖。
圖5A為本發明的調速狀態示圖。
圖5B為圖5A的局部剖面示圖。
圖5C為本發明的調速鍵平面圖及剖面圖。
圖6A為本發明的組合狀態示圖。
圖6B為圖6A的局部剖面示圖。
如圖1、2、3所示的已知同步器結構，其構成情形及缺陷已如前述，此處不再重複敘述。
如圖4A、4B所示，汽車手排變速箱的軸件4上設有兩個齒輪5、6，齒輪5、6能在軸件4上自由旋轉，且分別具有離合齒51、61，離合齒51、61上形成有外栓槽52、62及齒錐面53、63，以與調速銅環41、42產生磨擦力矩，而調速銅環41、42亦分別帶有外栓槽411、421。
在齒輪5、6之間放置與軸件4一體旋轉的同步齒轂7，同步齒轂7上形成有外栓槽(圖未示)，其上跨設具有內栓槽81的同步齒套8，同步齒套8能進行軸向移動，以與同步齒轂7的外栓槽嚙合，而使齒輪5、6能與軸件4一起旋轉。
同步齒轂7上設有三個等間距的徑向孔71，在徑向孔71中置入螺旋彈簧72及圓柱塊73，調速鍵74則跨在圓柱塊73上，受徑向彈力，而內含於同步齒套8中。
圖4A、4B所示，系顯示同步器的空檔狀態。圓弧形凸出的調速鍵77受到預壓螺旋彈簧75的徑向彈力而內含於同步齒套8中，如此將使同步齒套8等距離介於兩個離合齒51、61之間，於是可以明確定義同步齒套8的空檔狀態。
如圖5A、5B所示，系顯示調速銅環41進行調速以達到同步的狀態。首先，同步齒套8一方面推動調速鍵74，並克服螺旋彈簧75的徑向彈力，使得調速鍵74和圓柱塊73稍為下壓；另一方面，調速鍵74軸向前進並抵緊調速銅環41，且同步齒套8亦軸向前進，使得內栓槽81欲穿越外栓槽70，此時調速銅環41靠上離合齒5，並刮掉齒錐面53上的油脂，開始產生磨擦力矩進行調速；而調速銅環41上的突出塊43(請見圖5C)受到磨擦力矩的帶動，將緊靠在同步齒轂7上，使得外栓槽70稍為旋轉以阻止內栓槽81繼續前進，並在其接觸面上出現軸向阻力。當同步齒套8與離合齒51轉速達到同步時，磨擦力矩與軸向阻力同時消失，內栓槽81將可越過外栓槽70，與離合齒51的外栓槽52進行嚙合(如圖6A、6B所示)。
從上所述可知，本發明的此種變速箱同步器，確實具有增大錐面直徑，並能避開應力集中的現象；確保調速銅環受到均勻的推力，並能增加同步齒套越過調速鍵時的平順性；以及更明確定義空檔時的位置等功效，而該等功效確實可以改進已知同步器之弊端。
需說明的是，以上所述乃是本發明較佳具體的實施例，若依本發明的構想所作的改變，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵的精神時，均應在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種變速箱同步器，其於變速箱的軸件上設有兩個齒輪，齒輪能在軸件上自由旋轉，且分別有離合齒，離合齒設有外栓槽及齒錐面，可與調速銅環產生磨擦力矩，調速銅環亦具有外栓槽；兩齒輪之間設有同步齒轂，同步齒轂設有外栓槽，其上有同步齒套，同步齒套能軸向移動以與離合齒的外栓槽嚙合；其特徵在於同步齒轂設有數個徑向孔，徑向孔內有螺旋彈簧及圓柱塊，圓柱塊上設有調速鍵，調速鍵可受徑向彈力而含於同步齒套中。
2.如權利要求1所述的變速箱同步器，其特徵在於調速銅環上設有數個突出塊，突出塊受磨擦力矩帶動，可緊靠同步齒轂。
3.如權利要求1所述的變速箱同步器，其特徵在於調速鍵上端為圓弧形凸出。
全文摘要
一種變速箱同步器，其主要改進傳統同步器內調速銅環的設計，以增加銅環的強度和同步器的容量，並使用螺旋彈簧取代線形彈簧，以解決調速鍵受力不均勻的問題，此外，在調速鍵的設計上亦使用圓形凸出取代傳統平面突出，以更明確定義空擋時的位置。
文檔編號B60K17/00GK1123746SQ9411295
公開日1996年6月5日 申請日期1994年12月3日 優先權日1994年12月3日
發明者黃文翰 申請人:財團法人工業技術研究院, 裕隆汽車製造股份有限公司, 中華汽車工業股份有限公司, 三陽工業股份有限公司